關(guān)于ASCs 促血管化機(jī)制及其臨床應(yīng)用的研究

薄其濤，盧俊旭，王元博，胡亞暖，楊彪炳

（濰坊醫(yī)學(xué)院整形外科研究所，山東 濰坊）

0 引言

眾多研究已證實(shí)，脂肪干細(xì)胞參與血管構(gòu)建過程。隨著研究的不斷進(jìn)展，現(xiàn)階段，關(guān)于ASCs 于各種難治性疾病的應(yīng)用逐漸增多，包括糖尿病潰瘍的治療，腦卒中患者的治療，下肢缺血患者以及心肌梗死患者的治療，均可采用ASCs 進(jìn)行治療，并且收獲到了較為顯著的療效。此類研究表明，將ASCs 應(yīng)用于此類患者的治療，可有效提升整體療效，改善患者的供血以及相應(yīng)器官或組織的功能，從而達(dá)到促進(jìn)患者恢復(fù)的治療效果。

1 脂肪干細(xì)胞的生物學(xué)特性

2001 年Zuk PA 等[1]研究結(jié)果顯示，通過脂肪抽吸術(shù)對患者實(shí)施纖維細(xì)胞性細(xì)胞分離處理后，此種細(xì)胞即是脂肪干細(xì)胞。此種干細(xì)胞屬于異質(zhì)性原代干細(xì)胞，并且多由人體間葉細(xì)胞產(chǎn)生，并可少量存在于人體平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞等，細(xì)胞產(chǎn)生后存在較為明顯的異質(zhì)性，并在不斷地生長繁殖后，逐漸與周圍細(xì)胞達(dá)到同質(zhì)性。通過對研究進(jìn)行分析后可知，脂肪干細(xì)胞以及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）有較為明顯的相似性，兩種細(xì)胞均可采用培養(yǎng)瓶粘附法進(jìn)行分離，但脂肪干細(xì)胞主要由皮下脂肪粘附分離得出，而骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞主要由骨髓脂肪粘附分離得出[2-4]。兩種細(xì)胞整體細(xì)胞形態(tài)與表面標(biāo)志均較為相似，且功能亦較為類似。其中ASCs 作為多功能干細(xì)胞，在受到誘導(dǎo)的情況下，可分化為人體多種細(xì)胞，如骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞等[5-10]，除此之外，脂肪干細(xì)胞還具有跨系分化以及胚層分化的潛能，整體功能豐富且全面，是人體中較為重要的一種干細(xì)胞。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，二者都已被證明具有血管生成能力[11]。

2 脂肪干細(xì)胞促進(jìn)血管生成的作用機(jī)制

現(xiàn)階段研究已證實(shí)，ASCs 具有促進(jìn)血管化的作用，但尚不明確其具體作用機(jī)制，臨床普遍認(rèn)為ASCs 促血管化可能與以下三個(gè)因素有關(guān)。

2.1 ASCs 誘導(dǎo)分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞，形成新的血管網(wǎng)

2005 年，Cao Y 等[12]將ASCs 于人體外進(jìn)行誘導(dǎo)處理，成功使其分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞，并通過實(shí)驗(yàn)成功確認(rèn)有脂肪干細(xì)胞形成的血管內(nèi)皮細(xì)胞存在管型結(jié)構(gòu)的形成，并且血管內(nèi)皮細(xì)胞整體呈陽性，同時(shí)，部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)[13]，通過Dil 標(biāo)記法，可較為明顯的追蹤，注入小鼠體內(nèi)的ASCs 細(xì)胞在分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞后，將會大量聚集與微血管的周圍，從而以此種方式促進(jìn)血管新生。

2.2 ASCs 可以分泌多種細(xì)胞因子和生長因子參與血管生成

實(shí)驗(yàn)研究[14]表明，ASCs 細(xì)胞不僅可直接誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生成，還可分泌多種促進(jìn)血管生成的生長因子與細(xì)胞因子，從而進(jìn)一步促進(jìn)血管生成，加快血管生成時(shí)間，其中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、胰島素樣生長因子-1（IGF-1）、肝細(xì)胞生長因子（HGF）、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）等均是ASCs 細(xì)胞分泌，可有效促進(jìn)血管生成的因子[15-16]。并且，通過進(jìn)一步研究的證明[17]，不同環(huán)境對于ASCs 的細(xì)胞因子、生長因子有一定的影響，其中低氧環(huán)境將會明顯促進(jìn)ASCs 的VEGF 分泌量，并可有效促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長，同時(shí)，對于抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡亦有較為顯著作用。

2.3 ASCs 通過分泌囊泡進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)血管生成

研究表明[20]，ASCs 可分泌囊泡，并參與血管生成的信號傳遞，進(jìn)一步促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生成以及繁殖，加快血管生成進(jìn)度。此種囊泡還可通過攜帶miR-125a，并抑制DLL4水平，從而達(dá)到促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞頂端細(xì)胞對血管的構(gòu)成分化[21]。也有研究表明[22]，缺氧誘導(dǎo)下ASCs 分泌的囊泡可以通過VEGF/VEGF-R 通路促進(jìn)組織血管化。

3 脂肪干細(xì)胞在缺血性疾病研究中的應(yīng)用

隨著研究的進(jìn)展，臨床關(guān)于ASCs 促進(jìn)血管生成的技術(shù)以及相應(yīng)機(jī)制已逐漸成熟，2005 年，張端珍等[23]的研究結(jié)果表明，通過給予心肌缺血兔實(shí)施ASCs 治療，治療組動物心功能得到明顯改善，且整體左心室射血分?jǐn)?shù)較傳統(tǒng)治療方法更高，表明將ASCs 應(yīng)用于血管再生治療中具有較為有效的治療前景，并為臨床治療此類患者提供了新思路。2011 年，Kim EK 等[24]利用人體ASCs 應(yīng)用于糖尿病血管病變小鼠的治療，其結(jié)果顯示，ASCs 可有效提升患病小鼠體內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子的水平，從而有效提升小鼠體內(nèi)血管的生成效率與效果，達(dá)到促進(jìn)血管生成，改善小鼠癥狀表現(xiàn)，提升整體治療效果的目的。但該實(shí)驗(yàn)亦顯示由于小鼠體內(nèi)血管內(nèi)皮生長因子濃度上升，導(dǎo)致血管形成擴(kuò)張，并增加低血壓的發(fā)生幾率，2012 年，Lee HC 等的研究亦顯示[25]，通過給予缺血肌肉患者實(shí)施ADSC 進(jìn)行治療，顯著改善了患者的相關(guān)肌肉血運(yùn)，提升了肌肉活性，促進(jìn)患者恢復(fù)。2014 年，田甜等的研究[26]表明，大鼠ASCs 可有效促進(jìn)脂肪組織中的微血管生成，進(jìn)一步證明了ASCs 對于血管的促進(jìn)作用，可有效提升脂肪的移植存活率。2016 年，同種異體脂肪源性干細(xì)胞懸浮液（Alofisel）作為治療克羅恩病患者難治性肛瘺的藥物，已經(jīng)通過臨床試驗(yàn)，并成功上市[27]。此外，ASCs 被不斷應(yīng)用于移植治療各種難治性疾病，如腦卒中、下肢缺血等，均表明ASCs 可改善缺血區(qū)域的供血和功能[28]。

4 結(jié)論

綜上所述，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究及少量臨床報(bào)道結(jié)果顯示ASCs可以有效提高組織的存活率，血管化促進(jìn)作用確切，但相關(guān)機(jī)制及臨床療效有待進(jìn)一步研究證實(shí)。相信ASCs 未來在組織缺血相關(guān)疾病方面必將有廣泛的應(yīng)用前景，值得臨床進(jìn)行持續(xù)研究。